Introducción a la Energía Solar

Los sistemas tradicionales de producción de electricidad presentan una problemática social que hace necesario desarrollar otro tipo de fuentes energéticas.

Las centrales hidráulicas enfrentan el desafío de que el efecto invernadero y el cambio climático provocan sequías más prolongadas.

Las centrales térmicas dependen de combustibles fósiles, un recurso limitado en el tiempo.

Las centrales nucleares plantean el problema de la eliminación de residuos y el riesgo de accidentes.

Formas de Aprovechar el Sol

Métodos Indirectos: El sol se utiliza para calentar un fluido y convertirlo en vapor, generando electricidad mediante el movimiento de un alternador.

Métodos Directos: La luz solar se convierte directamente en electricidad mediante el uso de células solares.

Clasificación de las Instalaciones Solares Fotovoltaicas

Aplicaciones Autónomas

Producen energía sin conexión a la red eléctrica. Dentro de ellas se encuentran:

Aplicaciones Espaciales

Proporcionan energía eléctrica a elementos en el espacio.

Aplicaciones Terrestres

• Profesionales
• Telecomunicaciones
• Electrificación de zonas rurales y aisladas
• Señalización
• Alumbrado público
• Bombeo de agua
• Redes VSAT
• Telemetría
• Otras aplicaciones

Aplicaciones Conectadas a la Red

El productor vende la energía al organismo encargado de la gestión energética del país.

Centrales Fotovoltaicas y Huertos Solares

Recintos que concentran instalaciones fotovoltaicas para vender la electricidad producida a una compañía eléctrica.

Edificios Fotovoltaicos

Una de las últimas aplicaciones desarrolladas para el uso de la energía fotovoltaica.

Elementos de una Instalación Solar Fotovoltaica (ISF)

Módulo Fotovoltaico: Elemento primordial que convierte la energía solar en energía eléctrica (corriente continua). Está formado por la unión de varios paneles para dotar a la instalación de la potencia necesaria.

Regulador de Carga: Nexo de unión entre los paneles solares y los elementos de consumo. Protege a los acumuladores de sobrecargas y proporciona tensión continua a la instalación. Fija el valor de la tensión nominal de trabajo.

Batería: Presente en instalaciones autónomas, proporciona energía durante periodos sin luz solar o con luminosidad insuficiente. Acumula energía para la instalación.

Inversor: Convierte la corriente continua en alterna para alimentar aparatos que funcionan con este tipo de corriente.

La Célula Solar Fotovoltaica: El elemento principal de cualquier instalación solar. Se comporta como un diodo.

Parámetros Fundamentales de la Célula Solar

Corriente de Iluminación: Corriente generada cuando la radiación solar incide sobre la célula.

Corriente de Oscuridad: Debida a la recombinación de pares electrón-hueco en el interior del semiconductor.

Tensión de Circuito Abierto: Máxima tensión obtenida en los extremos de la célula solar cuando no está conectada a ninguna carga.

Corriente de Cortocircuito: Máximo valor de corriente que puede circular por la célula solar cuando sus terminales están cortocircuitados.

El Panel Solar

Formado por un conjunto de células. Sus características son:

• Soporte: Proporciona rigidez estructural para la instalación del módulo.
• Cables de Conexión: Se encuentran en una caja en la parte trasera del panel.
• Vidrio: Protege las células solares de fenómenos atmosféricos.
• Marco: Permite la instalación sobre un soporte determinado.
• Encapsulado: Protege al módulo de la intemperie, vibraciones y otros factores ambientales.
• Conexionado: Las células se conectan en serie o en paralelo.

Tipos de Paneles Solares

• Monocristalino: Eficiencia del 24%, rendimiento del 15-18%. Son azules homogéneos. Se obtienen de silicio puro fundido y dopado con boro.
• Policristalino: Eficiencia del 19-20%, rendimiento del 12-14%. Superficie estructurada en cristales con distintos tonos azules. Similar al monocristalino, pero con menos fases de cristalización.
• Amorfo: Eficiencia del 16%, rendimiento menor al 10%. Color homogéneo (marrón), sin conexión visible entre células. Se depositan en forma de lámina delgada sobre un sustrato como vidrio o plástico.

Potencia de la Célula Solar

Según la conexión eléctrica de las células, se pueden obtener diferentes resultados:

Conexión en Serie: Aumenta la tensión final en los extremos de la célula equivalente.

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